51單片機綜合學(xué)習(xí)步進電機控制篇

1、51 單片機綜合學(xué)習(xí)-- 步進電機控制篇 2008-05-09 23:34先看一下我們將要使用的 51 單片機綜合學(xué)習(xí)系統(tǒng)能完成哪些實驗與產(chǎn)品開 發(fā)工作：分別有流水燈，數(shù)碼管顯示，液晶顯示，按鍵開關(guān)，蜂鳴器奏樂，繼電器控制，IIC 總線，SPI 總線，PS/2 實驗，AD 模數(shù)轉(zhuǎn)換，光耦實驗，串口通 信，紅外線遙控，無線遙控，溫度傳感，步進電機控制等等。上圖是我們將要使用的 51 單片機綜合學(xué)習(xí)系統(tǒng)硬件平臺，本期實驗我們用到了綜合系統(tǒng)主

2、機、步進電機，綜合系統(tǒng)其它功能模塊原理與使用詳見前幾期《電子制作》雜志及后期連載教程介紹。步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而 不受負載變化的影響，當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機 按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定 位的目

3、的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。步進電機可以作為一種控制用的特種電機，利用其沒有積累 誤差(精度為 100%)的特點，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。步進電機分類與結(jié)構(gòu) 步進電機分類與結(jié)構(gòu)現(xiàn)在比較常用的步進電機分為三種：反應(yīng)式步進電機（VR）、永磁式步進電機（PM）、混合式步進電機（HB）。本章節(jié)以反應(yīng)式步進電機為例，介紹其 基本原理與應(yīng)用方法。反應(yīng)式步進電機可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進角一般為 1.5

4、度。反應(yīng)式步進電機的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵磁繞組，利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。常用小型步進電機的實物如圖 1 所示。圖 3 一般驅(qū)動電路在實際應(yīng)用中一般驅(qū)動路數(shù)不止一路，用上圖的分立電路體積大，很多場合用現(xiàn)成的集成電路作為多路驅(qū)動。常用的小型步進電機驅(qū)動電路可以用ULN2003 或 ULN2803。本書配套實驗板上用的是 ULN2003。ULN2003 是高壓大電流達林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品，具有電流增益高、工作電壓高、溫度范

5、圍寬、帶負載能力強等特點，適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動的系統(tǒng)。ULN2003A 由 7 組達林頓晶體管陣列和相應(yīng)的電阻網(wǎng)絡(luò)以及鉗位二極管網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，具有同時驅(qū)動 7 組負載的能力，為單片雙極型大功率高速集成電路。ULN2003 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及等效電路圖如圖 4：圖 4 ULN2003 內(nèi)部框圖及等效電路圖ULN2003A 型高壓大電流達林頓晶體管陣列電路的典型應(yīng)用電路框圖如圖 5所示。鉗位二極管用于保護線圈通斷時的反電動勢擊穿集成電路，可以看